本发明属于化工，具体而言属于一种烷基化反应装置。
背景技术：
1、烷基化反应是有机反应中重要的反应类型，通过烷基化，可形成新的碳碳、碳杂等共价键，从而延长了有机化合物分子骨架，改变了被烷基化物的化学结构，赋予了其新的性能，制造出许多具有特定用途的有机化学品。传统工艺中常使用由于反应物与催化剂之间溶解性较低，导致反应效率的下降，同时催化剂和剩余的反应物难以回收，从而造成浪费。
2、有鉴于此，特提出本发明。
技术实现思路
1、本发明的第一目的在于提供一种烷基化反应装置，该反应装置通过双循环和内循环管路以及配套的装置，提高反应效率并提高生成物的纯度，降低反应能耗，同时能够对作为催化剂和剩余的反应物进行有效的回收；并配备智能控制系统，对反应装置进行控制。
2、本发明的第二目的在于提供上述烷基化反应的反应方法，该反应方法能够与反应装置配合，简化反应流程，同提高反应效率。
3、为实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
4、本发明提供了一种烷基化反应装置，包括：
5、反应器，所述反应器内部竖直设置三个强化机组；
6、第一强化机组设置于所述反应器底部，第二强化机组设置于所述第一强化机组的正上方，第三强化机组设置于所述反应器的中部；
7、所述反应器内还设置有传感器，所述传感器紧贴所述反应器的内壁，且所述传感器位于所述第三强化机组的上方；
8、所述反应器的顶部设置有主管路。
9、在本发明中，设置有第一强化机组，能够将通入其中的气体反应物进行破碎分散；设置的在第一强化机组正上方的第二强化机组用于将通入其中的催化剂和反应液混合分散，破碎后的气体上行，与经过破碎分散的催化剂和反应液充分混合，发生反应，生成反应物。因为在实际发生反应的过程中，可能会出现反应不完全的情况，因此在本发明中，部分反应未完全的反应物可以通过第三强化机组继续进行反应，能够使反应物进行充分的反应，从而使反应更加完全，解决本发明提出的技术问题。
10、在本发明中，对于各个强化机组的位置进行了限定，在本发明中第一强化机组要设置在反应器的底部，当第一强化机组设置在反应器的底部时，破碎后的气体能够经过逸散进入第二强化机组，使气体在其中进行碰撞，而当两个强化机组的位置发生变换时，反应难以发生。且在本发明中，对于第三强化机组的位置进行了限定，第三强化机组位于反应器的中部，原因在于，此时经过反应的反应物经过破碎反应后不断上行，在反应器的中部存在大量的气体，当第三强化机组设置在该位置时，不仅能够尽可能多的未参与反应的气体参与反应；同时设置在第三强化机组上方的传感器也能够更好的检测经过第三强化机组后反应器内的状态，提高反应效率的同时也能起到准确检测的作用。最后，当第三强化机组设置在反应器的中部时，还能保证通过第一循环管路的反应物不被第二强化机组吸入导致产生副产物。
11、同时，由于强化机组的设置，能够很好的降低反应器内的反应温度，达到加快反应进程、降低能耗的目的。
12、在本发明的反应器中还设置有传感器，传感器应设置在第三强化机组的上方，传感器用于检测反应器内的经过完全反应后各个物质的含量，以确认反应情况，并将反应器中的反应情况进行反馈，并根据反应的情况控制控制阀，实现对反应流程的控制。
13、所述主管路与第一循环管路和第二循环管路以并联的方式连接；
14、所述第一循环管路与所述第二循环管路连接，形成内循环，所述内循环管路上设置有循环泵；
15、所述第一循环管路与所述第二循环管路的连接处分别设置有控制阀a和控制阀b；
16、所述第一循环管路的出口与所述第三强化机组相连。
17、在本发明中，通过第一循环管路和第二循环管路的设置能够使未参与反应的反应物进行充分的反应，并提高反应效率以及实现对于催化剂的回收。位于第三强化机组上方的传感器对反应器内的环境进行检测，当传感器检测到反应器内有较多的反应物未发生反应时，此时控制器开启循环泵，为处于循环管路中的反应物提供动力，并关闭控制阀a和控制阀b，使反应液在内循环管路上进行一次循环，使未完全发生反应的反应物利用反应过程中的余热进行反应、分散；一次循环结束后，关闭循环泵并打开控制阀a，使反应物在第三强化机组中再次进行破碎混合进行反应，得到生成物。随后控制器控制控制阀a关闭，控制阀b开启，使生成物进入第二循环管路，进行后续的分离。
18、在实际的反应过程中，由于内循环管路的存在，内循环管路、第一循环管路和第二循环管路均只开启一次，一次过后即可保证参与反应的反应物得到充分反应。当循环管路开启两次及以上时，则会导致反应过度发生，使副产物的含量提高。因此在本发明中，仅进行一次循环即能保证反应物的完全反应，从而达到节能、并且减少副产物的目的。
19、此外，第一循环管路的出口与第三强化机组相连，而不能与其他强化机组相连，其原因在于参与反应的反应物需要其他的机械装置提供动力，而第三强化机组能够形成低压区，对管路中的物质产生吸力，使管路中参与反应的物质快速再次进入反应体系中，迅速完成反应。且第一循环管路的出口不能与第二强化机组相连，其原因在于，第一次反应结束时，此时管路内有大量的生成物和少量未发生反应的反应物，当第一循环管路与第二强化机组连通后，大量生成物与少量反应物通过第二强化机组后继续向上经过第三强化机组，两次反应后会导致反应过度，大量的生成物会发生副反应，从而降低反应的效率，与所设置的循环管路的初衷相背离。
20、所述第二循环管路与分离装置相连；
21、所述分离装置与存储罐相连。
22、反应结束后，通过分离装置将反应物进行分离，不同的烷基化反应所使用的分离装置不同，分离装置既可以为一个，也可以为多个，可以根据实际需要进行选择，经过分离装置后的催化剂和反应物可以重新返回相应的存储罐，使其得到重新利用。并实现对于催化剂和未利用的反应物的回收。
23、优选地，作为进一步具体的实施方式，所述第一强化机组的上方设置有导向口，所述导向口的上方设置有挡板。
24、由于第一强化机组与气体存储罐相连，位于第一强化机组上方的导向口和挡板能够使进入强化机组的气体发生对冲和碰撞，使气体更加分散，从而使反应更加充分，提高反应效率。
25、优选地，作为进一步具体的实施方式，所述烷基化反应装置还包括催化剂存储罐、气体存储罐和液体存储罐；
26、所述气体存储罐通过气体管路直接与所述第一强化机组连接，所述气体管路上设置有气体管路控制阀；
27、所述催化剂存储罐通过催化剂管路上的催化剂管路控制阀提供催化剂，所述液体存储罐通过液体管路上的液体管路控制阀提供反应液，所述催化剂管路与所述液体管路并联形成混合管路，所述混合管路直接与第二强化机组连接。
28、催化剂和反应液进入混合管路，使催化剂和反应液在混合管路中进行一次预混，预混后的两种液体进入第二强化机组，能够使混合更加充分均匀。
29、优选地，所述烷基化反应装置的管路中设置有控制阀，通过控制阀的开闭和流速控制反应状态。
30、优选地，作为进一步具体的实施方式，所述烷基化反应装置还包括控制器，所述控制器可以实时显示所述传感器中传输的数据，并且能够通过所述控制器控制所述烷基化反应装置中所有的控制阀。
31、控制阀设置的位置和类型可以根据实际参与反应的反应物不同进行调整，本发明的反应管路上的部分装置（如换热器等），也可以根据实际的反应需要进行设置。本发明中所选择的控制阀可以控制管路的开闭，并且可以调节管路中物质的流速。
32、本发明还提供了一种烷基化反应装置的反应方法，包括：
33、将催化剂先与反应液混合，随后与气体混合进行强化反应，即得。
34、当烷基化反应为异丁烷和丁烯制备高辛烷值烷基化汽油时，所述催化剂为液体催化剂。
35、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
36、（1）通过设置第一循环管路和传感器，能够检测反应器中反应物的状态，能够及时将未反应完全的反应物重新投入反应系统，提高反应效率，同时避免了反应过度的情况，保证了生成物的纯度。通过设置第二循环管路，能够对离子液体进行回收，实现液体催化剂的回收。同时设置了内循环管路，内循环管路能够对未发生反应的部分反应物进行一次预混，使预混后的反应物再次进入反应体系，提高了反应效率、降低了能耗。
37、（2）通过对于强化机组的设置，能够实现反应物与催化剂充分混合分散，提高反应效率；同时通过设置导向口和挡板，使参与反应的气体充分的对冲和碰撞，进一步提高了反应效率。
38、（3）该反应装置实现了对于未参与反应的反应物以及催化剂的回收，传感器和控制器的设置能够使反应自动进行，对反应器内的情况进行实时反馈，保证反应器反应的安全性的同时，提高反应效率。